JP2884005B2 - 動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、舵取機構中に配した油圧アクチュエータの
発生力にて操舵補助を行う油圧式の動力舵取装置に関す
る。

〔従来技術〕

舵取りのための舵輪操作に要する力を油圧力により補
助する油圧式の動力舵取装置は、快適な操舵感覚を実現
するものとして、近年、トラック，バス等の大型車のみ
ならず、普通乗用車にも広く採用されるようになってい
る。この動力舵取装置は、操舵補助力を発生するパワー
シリンダ等の油圧アクチュエータを舵取機構中に配し、
これと油圧発生源たる油圧ポンプとの間に、該油圧アク
チュエータへの送給油圧を舵輪操作に応じて制御する油
圧制御弁を介装した構成となっている。この油圧制御弁
は、舵輪に連なる軸体のハウジング内部に該軸体と一体
的に構成されており、舵輪操作に伴う前記軸体の回動に
応じて油圧制御動作を行うようになしてある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで油圧ポンプは、一般的にエンジンにて駆動さ
れるが、この場合油圧ポンプの取付位置がエンジンの近
傍に限定されるため、発生油圧を前記油圧制御弁に導く
ための油圧配管が長大化せざるを得ず、この配管内を通
流する際の管路抵抗により作動油に生じる昇温が大き
く、舵輪操作が連続して行われる山道走行時等におい
て、所定の操舵補助力が得られず、操舵感覚の悪化を招
来するという難点があった。また、特に小型車両におい
ては、狭いエンジンルーム内での前記油圧配管の引き回
しに非常な困難を伴う上、エンジン近傍における油圧ポ
ンプの取付空間の確保も難しいという不都合があった。

例えば特開昭56−99859号公報に開示されている如
く、前記油圧ポンプに電動式のものを用いた場合、これ
の取付位置がエンジン近傍に限定されなくなるが、この
場合においても、油圧ポンプ及びこれの駆動モータの取
付空間をエンジンルーム内に確保せねばならず、この取
付が油圧制御弁の近傍にて行えないときには、該油圧制
御弁への油圧配管の引き回しにおける困難さは解消され
ない。

この対策として本願出願人は、油圧ポンプを油圧制御
弁に一体的に固定した動力舵取装置を既に出願している
（特願平１−319955号）。ただこの構成では、油圧ポン
プから発生した油圧が直接油圧制御弁を経て供給される
ため、油圧ポンプから発生する油圧振動（脈動）もその
まま油圧アクチュエータに伝達され、舵輪の振動、或い
は不快音の発生があるという難点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、油
圧ポンプと油圧制御弁との間の油圧配管を不要とし、配
管の引き回しの困難さを解消すると共に、作動油の昇温
を大幅に抑制でき、しかも油圧振動を吸収除去し得るよ
うにした動力舵取装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、操舵補助力を発生する
油圧アクチュエータと、その動作油圧を発生する油圧ポ
ンプと、舵輪に連なる油圧制御弁とを有し、前記油圧制
御弁により、前記油圧アクチュエータへの送給油圧を、
舵輪操作に応じて制御する動力舵取装置において、前記
油圧ポンプは油圧制御弁のハウジングの外側に一体的に
固定され、その吐出口側をオリフィスを介して前記油圧
制御弁の作動油路に接続し、また前記油圧ポンプには前
記油圧ポンプの吐出口側であって前記オリフィスよりも
上流側に連通するアキュームレータを一体的に固定した
ことを特徴とする。

〔作用〕

本発明においてはこれによって、動作油圧を発生する
油圧ポンプは、油圧制御弁に直結出来、しかも油圧ポン
プの発生油圧による油圧振動をアキュームレータによっ
て吸収し、油圧制御弁，油圧アクチュエータに伝達され
るのが防止される。

〔実施例〕

以下本発明をラック・ピニオン式の舵取装置に適用し
た場合を示す図面に基づいて具体的に説明する。第１図
は本発明に係る動力舵取装置の要部を示す一部破断正面
図、第２図は第１図のII−II線による縦断面図である。

図中１はラック軸であり、車体前部に固設された筒形
をなすラックハウジング10の内部に、軸長方向への摺動
自在に支承されている。ラックハウジング10の両端開口
部からのラック軸１の突出端は、図示しない左右の前輪
に夫々連なるタイロッド12,12に、各別の玉継手11,11を
介して連結されている。ラックハウジング10の一側端部
近傍には、これに斜交する態様にて筒形をなすハウジン
グ13が連設されており、第２図に示す如く、該ハウジン
グ13の内部上側には中空の入力軸２が、また下側にはそ
の中途部にピニオン30を備えたピニオン軸３が、同軸上
での回動自在に夫々支承されている。入力軸２とピニオ
ン軸３とが入力軸２の中空部に内挿されたトーションバ
ー４を介して連結されており、またピニオン軸３中途の
ピニオン30は、ハウジング13とラックハウジング10との
交叉部においてラック軸１に噛合させてある。ハウジン
グ13の外部に突出する前記入力軸２の上端は、第１図に
２点鎖線にて示す如く、舵輪（ステアリングホイール）
20に連結されており、舵輪20が回動操作されると、この
回動が入力軸２及びトーションバー４を介してピニオン
軸３に伝達され、ピニオン30と噛合するラック軸１の軸
長方向の摺動に変換された後、玉継手11,11及びタイロ
ッド12,12を介して左右の前輪に夫々伝達され、これら
が方向転換して舵取りがなされる。

この舵取りを補助するためのパワーシリンダＳは、第
１図に示す如くラックハウジング10の内側に所定長さに
亘って形成されたシリンダ室14に、ラック軸１の中途に
固設した円板形のピストン板15を摺動自在に内嵌せし
め、該ピストン板15の両側に液密に封止された一対の油
室を形成してなり、両油室間の圧力差によりピストン板
15を介してラック軸１を押圧し、該ラック軸１の摺動、
即ち舵取り動作を補助する構成となっている。

このパワーシリンダＳへの送給油圧を舵取り操作に応
じて制御する油圧制御弁５は、前記ハウジング13の内部
の入力軸２とピニオン軸３の連結部分に構成してあり、
ハウジング13に回動自在に内嵌された円筒形のバルブボ
ディー50を、ピニオン軸３の上端にこれに回動を拘束し
て連結する一方、このバルブボディー50の内側に、入力
軸２の下半部にこれと一体的に構成されたスプール51を
同軸回動自在に遊嵌してなる。入力軸２とピニオン軸３
とは前述した如くトーションバー４を介して連結してあ
り、舵輪20が回動操作されたとき、これに伴うトーショ
ンバー４の捩れにより、入力軸２とピニオン３との間、
及びこれらと夫々一体化されたスプール51とバルブボデ
ィー50との間には、舵輪20の操作に伴い入力軸２に加わ
る操舵トルクの方向及び大きさに対応する相対角変位が
生じるようにしてある。油圧制御弁５はこの相対角変位
を利用して前記パワーシリンダＳへの送給油圧を制御す
るものであり、該パワーシリンダＳと、これの動作油圧
を発生する油圧ポンプ６との間に介装されている。

油圧ポンプ６のポンプハウジング７は前記ハウジング
13の外側にこれと略平行に固定され、その上端に油圧ポ
ンプ６を駆動するモータ８が固設され、該モータ８の出
力軸80はポンプハウジング７内に突出させてある。

図示の油圧ポンプ６は、矩形平板状のベーン複数枚を
周方向に等配してなる短寸円筒形のロータ60を偏肉環状
をなすカムリング61に同軸的に収納し、カムリング61内
周に等配された複数個所の凹所と、ロータ60の外周との
間にポンプ室を形成してなる公知のベーンポンプであ
る。ポンプハウジング７の前記空洞には、これの下側開
口部から、ロータ60をその内部に同軸的に収納してなる
カムリング61、及び厚肉円板形のプレッシャプレート62
がこの順に内嵌され、ロータ60は該空洞内に突出するモ
ータ８の出力軸80にスプライン結合されている。更に前
記空洞にはアキュムレータ90を付設した蓋板63が空洞の
下側開口部を閉塞する態様で抜け止めを施されて嵌着し
てあり、該蓋板63とプレッシャプレート62との間には両
者を離反する向きに付勢するコイルばね69が介装されて
いる。

これによってカムリング61は前記空洞の大径部端面と
プレッシャプレート62との間に前記コイルばね69の付勢
力にて挾持固定されることになり、モータ８の回転に応
じてこのカムリング61の内部に生じるロータ60の回転に
より、該ロータ60とカムリング61との間に形成された複
数のポンプ室にてポンプ作用が生じる。油圧ポンプ６
は、プレッシャプレート62と蓋板63との間に吐出室64
を、またポンプハウング７の空洞部内周とカムリング61
の外周との間に吸込室65を夫々備えており、吐出室64は
プレッシャプレート62を厚さ方向に貫通する吐出孔66に
より、また吸込室65はハウジング13とポンプハウジング
７との隔壁を貫通する導油孔73により、油圧制御弁５の
還流室18に連通されると共に油溜め９に連通せしめられ
ている。

この油溜め９は、レベルゲージを備えたキャップ9aか
らの油の装填により油タンクとして機能すると共に作動
油の昇温を抑制するようになっている。

これによってパワーシリンダＳからの還流油は、前述
した如く還流室18内に導かれた後、導油孔73を経て吸込
室65に直接的に導入される。

一方吐出室64は、ポンプハウジング７と前記ハウジン
グ13との境界壁を貫通して形成されたオリフィス70aを
備える導油孔70により、ハウジング13内に構成された油
圧制御弁５のバルブボディー50外周に連通させてある。

第３図はアキュームレータ90の拡大断面図であり、略
球体形をなすシェル91の周壁の一部に孔91aを設け、こ
の孔91aに内部に絞り部92eを備えた連通孔92fを有する
プラグ92を固定すると共に、シェル91内にはシェル91内
を前記プラグ92を取り付けた側と、反対側とに区分する
ダイヤフラム93を固定して構成されている。プラグ92は
シェル91の内側周縁部に固定される基部92a、該基部92a
に接続された座部92b及びこの座部92bの中央から突出さ
せた外周に螺条92cを有するパイプ部92dとを備えてお
り、前記座部92bを蓋体63の外周面に当接せしめた状態
でパイプ部92dを蓋板63に穿った螺条孔63aに螺合緊締せ
しめ、ダイヤフラム93にて仕切られたシェル91内の一方
の室を油圧ポンプ６の吐出室64に連通せしめてある。

なお、ダイヤフラム93にて仕切られたシェル91内の他
方の室内にはガスが充填されている。

而してこのような構成にあっては、モータ８への通電
により油圧ポンプ６が駆動されると、油溜め９内の作動
油は吸込室65に導入され、各ポンプ室に吸込まれてロー
タ60の回転により昇圧された後、吐出孔66を経て吐出室
64に吐出され、オリフィス70a,導油孔70を経てハウジン
グ13内に導入されて、該ハウジング13内に構成された油
圧制御弁５に送給される。

この過程で吐出室64内の油圧が変動すると、これに対
応してアキュームレータ90内のダイヤフラム93が変位し
て作動油の一部をアキュームレータ90内に導入し、また
ここから送出して吐出室64内の油圧変動を吸収する。

油圧制御弁５に送給された油圧ポンプ６の吐出油は、
舵輪20の操作に応じて前述の如く生じる油圧制御弁５の
動作により、ハウジング13の外部に開口する一対のシリ
ンダポート16,17の内、例えばシリンダポート16を経て
パワーシリンダＳの一方の油室に送給され、舵輪20の操
作方向に対応する向きの操舵補助力を発生させる。この
とき、パワーシリンダＳの他方の油室内の作動油は、ピ
ストン板15の摺動に伴って押し出され、他方のシリンダ
ポート17を経て油圧制御弁５に還流し、更に入力軸２の
中空部を経て、油圧制御弁５の上側に形成された還流室
18に導かれ、ここから導油孔73を経て油圧ポンプ６の吸
込室65に戻される。

なお本実施例においては、油圧ポンプ６をその内部に
構成するポンプハウジング７を油圧制御弁５のハウジン
グ13と略平行をなして並設しているが、両ハウジング1
3,7の並設態様はこれに限るものではない。

また油圧ポンプ６は、本実施例中のベーンポンプに限
らず、トロコイドポンプ、ギヤポンプ等の他の形式の油
圧ポンプであってもよい。

更にアキュームレータ90は油圧ポンプ６の蓋板63に付
設した構成について説明したが、油圧ポンプ６の吐出口
からオリフィス70aに至る間に連通させることができれ
ばその設置位置を特に限定するものではなく、例えばポ
ンプハウジング等に付設してもよい。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係る動力舵取装置において
は、油圧アクチュエータの動作油圧を発生する油圧ポン
プが、油圧制御弁のハウジングの外側に一体的に固定さ
れ、しかもこの油圧ポンプの吐出口側にはアキュームレ
ータを設けたから、該油圧ポンプの配設空間の確保が容
易となり、従来必要とされた長尺の油圧配管が不要とな
り、これの引き回しの困難さが解消される上、管路抵抗
に起因する作動油の昇温を抑制でき、また油圧ポンプに
おける発生油圧の脈動を吸収して油圧制御弁に導くこと
ができ、また不快な振動を除去出来る等本発明は優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る動力舵取装置の要部を示す一部破
断正面図、第２図は第１図のII−II線による縦断面図、
第３図はアキュームレータの拡大断面図である。 ２…入力軸、３…ピニオン軸、５…油圧制御弁、６…油
圧ポンプ、７…ポンプハウジング、８…モータ、13…ハ
ウジング、50…バルブボディー、51…スプール、60…ロ
ータ、61…カムリング、64…吐出室、65…吸込室、70,7
3…導油孔、70a…オリフィス、90…アキュームレータ、
Ｓ…パワーシリンダ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵補助力を発生する油圧アクチュエータ
   と、その動作油圧を発生する油圧ポンプと、舵輪に連な
   る油圧制御弁とを有し、前記油圧制御弁により、前記油
   圧アクチュエータへの送給油圧を、舵輪操作に応じて制
   御する動力舵取装置において、 前記油圧ポンプは油圧制御弁のハウジングの外側に一体
   的に固定され、その吐出口側をオリフィスを介して前記
   油圧制御弁の作動油路に接続し、また前記油圧ポンプに
   は前記油圧ポンプの吐出口側であって前記オリフィスよ
   りも上流側に連通するアキュームレータを一体的に固定
   したことを特徴とする動力舵取装置。